JPS61172003A - プリント基板パタ−ン検査装置 - Google Patents

プリント基板パタ−ン検査装置

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JPS61172003A
JPS61172003A JP1243785A JP1243785A JPS61172003A JP S61172003 A JPS61172003 A JP S61172003A JP 1243785 A JP1243785 A JP 1243785A JP 1243785 A JP1243785 A JP 1243785A JP S61172003 A JPS61172003 A JP S61172003A
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JP
Japan
Prior art keywords
printed circuit
pattern
circuit board
image
inspection
Prior art date
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Pending
Application number
JP1243785A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshikatsu Satomi
里見 義勝
Akira Sase
佐瀬 昭
Takeo Osada
長田 太計男
Masao Fukunaga
福永 正雄
Yutaka Sakurai
桜居 裕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS61172003A publication Critical patent/JPS61172003A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、複数の二次元パターンを撮像比較し、パター
ンの外観的欠陥を検査する装置に係シ、特に微細なパタ
ーンを有するプリント基板パターンを正確に検査するに
好適なパターン検査装置に関する。
〔発明の背景〕
近年、電子機器に11!用されるプリント基板は、高密
度実装化が急激に進んでおり、それに伴ない基板の大形
化、多層化、パターンの微細化へと進んで来ている。
従来のパターン比較方式による検査装置においては、基
板装着時の位置決め手段としてガイドビンへの挿入方法
等で、検査精度上からも充分であったものが、基板が大
形化し、基材部が9すくなると、プリント基板製造プロ
セスから与えられる加工歪や、温度変化による収縮等に
より±0.1 %程度の寸法歪が生じる。パターン巾や
パッド径が大きい時はパターン相互間の縁面距離も大き
いゆえ比較検査上、許容される寸法歪でも、さらにパタ
ーンが微細化(パターン巾が0.1 stw程度のプリ
ント基板も実用化しはじめている)してくると、位置合
せ精度も数十ミクロン以内におさえねばならなくなる。
□〔発明の目的〕 上記の観点から、パターンの比較検査を実行する前に、
検査するべき2枚のプリント基板(−万がスタンダード
の場合も含む)の相対位置を正確に合わせる機能が不可
欠となってくる。又、その為の作業時間は非検査時間又
は段取シ時間となる為、自動化が望ましい。さらに人の
目視による判断や手操作を介在するとあいまいさが残り
、位置合せ精度上からも自動化が必要となる口〔発明の
概要〕 上記目的の達成の為に、プリント基板が二次元パターン
であることに着目すると、位置合せ目的として、X軸と
Y軸方向の互に直角なパターンがあれば良い。十字マー
ク等の位置合せ専用のノくターンを設けることも困難で
はないが、通常、プリント基板は製品外形を含む標準材
料様シされた−まわシ大きい基板に印刷やエツチング工
程を経て、最後に製品外形に切断される。従って外形仕
上前の基板の4隅には、「形のコーナパターンi存在し
、少なく共その内の一隅の「形パターンを撮像し、比較
するべき2枚の撮像画の銅箔部と基材部の境界位置をX
Y軸方向の両者について求め2枚の撮像画の境界位置を
一致させるべく、プリント基板位置又は撮像装置位置を
微調させることによシ、画儂合せを行なうものである。
ここで「形コーナパターンを用いた目的は、位置合せの
為に特別なパターンを作らないことの他、算出するべき
画像境界線が直角を形成しており、丁度、XY軸方向と
一致している為に位置計算上で取扱うデータが、2つの
ほぼ均一な値の集合になるという特長がある。この意味
は、撮像信号を2値化信号に変換して得た撮像データに
外部ノイズ等による不良データが混入したとしても、得
られたデータ群に対し、ノイズレベルカットや、平均化
処理を施こすことによシ、簡単に正確な値が得られるう
その結果、uni像の最小分解能に等しい高精度の画像
位置合せ効果が実現でき、さらにパターン比較精度が向
上して装置の信頼度向上につ′な°がる効果がある。
前記画像位置合せを完了したコーナを21点と、1する
と、P1コーナと向い合うX軸方向のP!コ1”j、パ Cす、及びY軸方向のP3コーナでの画像からは、P1
コーナを基準としたプリント基板相互の回転ずれ角度及
びX軸方向とY軸方向の基板の伸縮率を求めることがで
きる。従って検査するべき任意の位置において、P1点
からのXY短距離、上記回転ずれ角度及び伸縮率から、
比例計算により容易に正確な画像ずれ量が算出される。
検査位置をシフトする毎に4ILfA用テアプルを予測
制御することができ、常に正確な位置合せを行なった上
でノくターンの比較検査を実施でき、検査の信頼度が大
巾に向上する効果がある。   − 尚、検査位置の撮像パターンで、その都度画像ずれを検
出する手段もあるが、その場合は撮像画面に必ずXY両
方向の境界線を有するパターンが存在することが前提と
なシ、基板パターン仕様に制限を設けねばならない。従
って本発明による位置合せ方式は、汎用性に富むメリッ
トもある。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を説明する。
第1図は本発明によるプリント基板パターン検査装置の
概念図である。二次元パターンを有する検査対象プリン
ト基板11.12は、XY方向に移動可能なXYテーブ
ル21上に設けられた微調用ΔX、ΔYテーブル31.
32に固定される。
この時の位置決めは、ガイドビン方式や基板端部基準に
よる機械的方法であjD、0.1〜0.2m程度の精度
で位置決めすることが可能である。撮像装[141,4
2はプリント基板上の各々同一位置を撮像する位置に固
定されている。撮像装置(んり。
B、、)の出力信号は、各々2値化回路51.52を経
てマトリックス状に配置されたデータ記憶装置61.6
2に2値化ビデオ信号とじて記憶され、欠陥判定回路7
に送られてパターン内の断線・短絡・凹凸・ピンホール
等の欠陥が抽出される。しかし前述のような機械的方法
による位置決め精度のままでは撮像位置がずれたままパ
ターン比較することになり、誤判定要因となシ正確な検
査ができない。そこで比較判定を実施する前にA、B−
hの撮像位置ずれを検出し、正確に位置合せをし丸上で
検査を開始する必要が生じる。
第2図は、検査対象プリント基板の板面レイアウトの一
例を示す。検査範囲は、プリントパターンエリア102
であり、必要に応じ基板仕上り外形線101内も検査す
る。基板外周部の4隅に位置するコーナパターンP1〜
P4は、特別に設けずとも通常、寸法検査や持運びの為
の外周枠として得られるコーナ形状であり、特別に設け
るとしても容易なパターンである。
第3図は、第2図のコーナパターンの内、Plと21部
を拡大図示したものである。左右対象パターンではある
が、いずれも基材部にと鋼箔部Cとの直角を成す境界線
が得られ、その直角境界線は、テーブル移動軸のXY方
向と一致することがわかる。
第4図は、第3図に示す2点のコーナパターンの内、P
t点を例にして、撮像パターンを図形化したものである
。第4図では、2値化ビデオ信号を、銅箔部を論理“0
″、基材部を論理”1″の信号として表わしている。す
なわち撮像装置41゜42がテレビカメラの場合、論理
”O″領域黒色画面、論理”1”領域を白色画面として
見ることができる。信号の論理“θ″又は“1″は、互
に反転することも可能であるが上記の如く定義して説明
する。
第4図に示す2値化ビデオ信号は、撮像装置41.42
のビデオ信号を水平同期信号及び垂直同期信号と共に、
2値化回路51.52を通して出力されるビットシリア
ル信号である。このビットシリアル信号を水平ビットカ
ウンタ8にて、A。
B1.別に各水平1242分の論理“1″のビット数を
積算し、水平ラインNo、とカウント数データカラ、第
5図の如きカウントヒストグラムを得ることができる。
第4図のコーナパターン図と、第5図のカウントヒスト
グラムを比較すると同一パターンであることがわかり、
ヒストグラムが、論理“0“領域と“1″領域の境界線
を示していることがわかる。
すなわち、カウントデータが大きく変化するラインNo
、がY軸方向の境界位置であシ、有効カウント数の平均
値ラインがX軸方向の境界位置を示している。
ここで水平1ラインのビット数をn、1画面の水平ライ
ン数をm1ノイズカツトレベルをSカウントとすると、
カウント数がSよシ小さいラインはカウント数をゼロと
して扱うことにより、外部ノイズ等の影響を防止する。
カウント数が3以上のラインについて注目すると、その
該当ライン本数DA、DB及びそのカウント平均値XA
、X!1が各々得られる。カウンタ変化点は、Yム=m
−1)ム。
’(B=m−DB より求められる。
上述の如く求めたXA 、Xs 、Yム、Ym値の相互
関係をA、B−bの合成画像図で示すと第6図の如くな
る。
第1図の微調用ΔX、ΔYテーブルの構成かられかる様
に、X軸方向はB、に画をA a h画に合わせる方向
へΔX=Xtr−Xムだけ移動する。又、Y軸方向はA
、&画をB、−画に合わせる方向へΔY=、Ym−Yム
だけ移動することによシ第6図のA a h、画とB、
に画は、まったく一致し、目的の画像位置合せが完了す
る。リトライしてさらに正確に合わせることも可能であ
る。
次に撮像位置をPa点に・移す。プリント基板は、あら
かじめガイドビン等で粗く位置決めされているがその位
置ずれモードはXY軸方向のみならず第7図に示す如く
互に回転ずれを有するケースも多い。この場合のX軸方
向の回転角θXとY軸方向の回転角0丁は同一と見ても
実用上、支障はないがLxとLyの寸法差が大きい場合
は別々に求めねばならない。
第8図は28点における人、9.に合成画像図の例であ
る。第1コーナと同じ方法で水平ビットカウンタのヒス
トグラムよシ境界線位置XA!IXmz 、YAI e
 Ymsを算出する。Xs @ −XA B =ΔX、
はX方向の寸法差となり距離Lxよシ、伸縮率ΔX=Δ
Xs /Lxが求められる。
又、YA z −Ys s =ΔY!は、Y方向のずれ
量であるが、第7図の関係よ多回転ずれ量である−こと
がわかる。従って回転角 となる。
第9図は、23点におけるA、B−h 合成画像図の例
である。23点と同様にしてY軸方向の寸法差は、YA
3  Yss=ΔY3が求まシ伸縮率Δy=ΔYs /
L y が求まる。
以上の補正係数を求めた上で、有効パターンエ。
リアの比較検査に移る二第7図で、任意の検査位置28
2点は、P1コーナを基準としたXYII標で表わせば
、座標値が原点からの距離となシ、前述の各補正係数か
ら X方向の位置補正量=x(Δx−)−tan19z)Y
方向の位置補正量=y(Δy+jan#Y)となる。上
記補正量分だけ補助テーブルをシフトし正確に位置合せ
を実施してからパターンの比較検査を行なう為のビデオ
信号をサンプリングする。
上記説明では、ΔX、ΔYの微調を補助テーブルを用い
てプリント基板を移動する方法で説明したが、基板を静
止して、撮像装置側を移動する方法でも同じ効果が得ら
れる。又−軸づつ混用しても可能である。
〔発明の効果〕
本発明によれば、微細なパターンを含む大形プリント基
板のパターンを比較検査する装置において、特別な位置
合せマークや機械加工なしに、画像の位置合せが簡単に
かつ正確に実施でき、パターン検査−装置としての検査
信頼性が大巾に向上する効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例の比較方式パターン検査装
置概念図、第2図は、検査対象プリント基板面の一例の
説明図、tl/E3図は、第2図のPK。 22部コーナの拡大図、第4図は%P1点のA。 B、に別撮像パターン例示図、第5図は、第4図のピッ
トカウントヒストグラム、第6図は、第5図のA*Bs
b合成画像図、第7図は、プリント基板の回転ずれモー
ドの例示図、第8図は、第7図の21点コーナの合成画
像図、第9図は、第7図の23点コーナの合成画像図で
ある。 11.12・・・検査対象プリント基板、21・・・X
Yテーブル、22.23・・・XYテーブル駆動モータ
、41.42・・・撮像装置、51.52・・・信号2
値化回路、61.62・・・記憶装置、7・・・欠陥判
定回路、8・・・水平ビットカウンタ、9・・・制御回
路、Pl〜P4・・・位置合せコーナ、C・・・銅箔部
、K・・・基材部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、XYテーブルの上に、微調用位置決めの為の2組の
    補助テーブルを具備し、該補助テーブル上に同一パター
    ンのプリント基板を粗く位置決めせしめて乗せ、該プリ
    ント基板面に対向せる少なく共一対の撮像装置によつて
    該プリント基板のパターンを撮像し、両者の撮像パター
    ンを比較することによつてプリント基板の正否を判定す
    るプリント基板パターン検査装置において、該プリント
    基板の外周近辺に位置する4隅の■形パターンの内、第
    1の■形パターンを撮像し、プリント基板の銅箔部と基
    材部の境界線を撮像画像の基準端からの距離として求め
    、両者のX軸方向同志、Y軸方向同志の距離が等しくな
    るように補助テーブルを微調制御することによつて、2
    枚のプリント基板を正確にかつ、自動的に位置合せした
    後、第1の■形パターンに向い合うX軸方向の第2の■
    形パターンを撮像し、前記境界線データから算出される
    Y軸方向のずれ量ΔY_2と、コーナ間距離L_xから
    、基板相互の回転ずれ角度θを知り、有効パターンの比
    較検査時に、第1のコーナ点から検査位置迄のXY距離
    と、前記回転ずれ角度θとより計算予測される検査位置
    での画像ずれ量分を、該補助テーブルを移動する事によ
    り画像を合わせる方向に位置補正した後、パターン比較
    検査を実施する事を特徴としたプリント基板パターン検
    査装置。
JP1243785A 1985-01-28 1985-01-28 プリント基板パタ−ン検査装置 Pending JPS61172003A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03152405A (ja) * 1989-11-09 1991-06-28 Japan Synthetic Rubber Co Ltd 位置比較装置
JP2002014035A (ja) * 2000-06-29 2002-01-18 Nikon Corp 光測定方法及びマイクロプレート
US7667160B2 (en) 1996-11-20 2010-02-23 Ibiden Co., Ltd Laser machining apparatus, and apparatus and method for manufacturing a multilayered printed wiring board
US7834293B2 (en) * 2006-05-02 2010-11-16 Electro Scientific Industries, Inc. Method and apparatus for laser processing

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